JP2000031573A - Optical amplifier - Google Patents

Optical amplifier

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JP2000031573A
JP2000031573A JP19745198A JP19745198A JP2000031573A JP 2000031573 A JP2000031573 A JP 2000031573A JP 19745198 A JP19745198 A JP 19745198A JP 19745198 A JP19745198 A JP 19745198A JP 2000031573 A JP2000031573 A JP 2000031573A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily adjust the gain and thereby prevent change of dependence on wavelength of the gain due to the change of gain by isolating and combining the feedback beam and signal beam of the wavelength band in the course of the rare earth doped optical fiber and then attenuating the isolated light beam with an optical attenuator. SOLUTION: One rare earth doped optical fiber is divided into a couple of rare earth doped optical fibers 1a, 1b which are excited respectively by a pumping light sources 2a, 2b. The amplified signal beam and oscillated beam are in different wavelengths in the band and the signal beam and oscillated beam are isolated to pass different optical paths using optical branching units 9a, 9b between the two amplifying stages. An optical attenuator 8 and a variable optical attenuator 10 are provided respectively in the optical path of oscillated beam and signal beam. In the range where the internal oscillation is maintained, reflection coefficient of optical fiber grating filters 5a, 5b and oscillated beam fix the gain of amplifying medium with amount of attenuation of optical attenutator 8. Meanwhile, the signal beam can adjust the gain without changing depending on wavelength by changing attenuation amount of the variable optical attenuator 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅器に関す
る。
[0001] The present invention relates to an optical amplifier.

【0002】[0002]

【従来の技術】希土類添加光ファイバを用いた光増幅器
は、高利得、高出力、低雑音等の優れた特性を合わせ持
つため、光通信システムの性能を大幅に向上させた。光
増幅器の原理は、希土類添加光ファイバに添加した希土
類イオンの励起準位に相当する波長を有する励起光を希
土類添加光ファイバに入射し、希土類イオンのエネルギ
ー準位の反転分布により生じる誘導放出現象により信号
光を増幅するものである。
2. Description of the Related Art An optical amplifier using a rare earth-doped optical fiber has excellent characteristics such as high gain, high output, and low noise, so that the performance of an optical communication system has been greatly improved. The principle of the optical amplifier is that stimulated emission caused by the inversion of the energy level of rare earth ions when excitation light having a wavelength corresponding to the excitation level of rare earth ions added to the rare earth doped optical fiber is incident on the rare earth doped optical fiber. This amplifies the signal light.

【0003】特にエルビウム(Er)を添加した光ファ
イバ増幅器(以下「EDFA」と略す)は、増幅波長帯
が石英系光ファイバの最低損失波長帯(1.55μm
帯)に一致し、しかも効率が良く、高利得、低雑音の増
幅特性が容易に得られることから、広く実用に供される
こととなった。
In particular, an optical fiber amplifier (hereinafter abbreviated as “EDFA”) doped with erbium (Er) has an amplification wavelength band of the lowest loss wavelength band (1.55 μm) of a silica-based optical fiber.
Band), high efficiency, and high gain and low noise amplification characteristics can be easily obtained.

【0004】EDFA等の光ファイバ増幅器を用いて波
長多重伝送システムを構成すると、波長多重された光信
号を一括して増幅することができるので、波長多重によ
る大容量で柔軟な伝送システムを経済的に構築すること
が可能となる。
When a wavelength division multiplexing transmission system is constituted by using an optical fiber amplifier such as an EDFA, a wavelength multiplexed optical signal can be amplified at a time. Can be constructed.

【0005】しかしながら、このような波長多重伝送シ
ステムにおいて、多重化されるチャンネル数がダイナミ
ックに変動する場合、一波当たりの利得も変動を受ける
ことになる。
However, in such a wavelength division multiplexing transmission system, when the number of multiplexed channels dynamically fluctuates, the gain per wave also fluctuates.

【0006】このような利得の変動を回避するために、
光ファイバ増幅器に入力される信号光強度と増幅された
出力信号光強度をモニタし、これらの比が一定になるよ
うに励起光強度を制御する方法が提案されている。
In order to avoid such gain fluctuation,
A method has been proposed in which the signal light intensity input to the optical fiber amplifier and the amplified output signal light intensity are monitored, and the pump light intensity is controlled so that the ratio between them is constant.

【0007】しかしながらこの方法では、構成が複雑に
なる他に広い入力範囲にわたり、利得を高精度に安定化
させるのが困難であり、また入力信号光パワーの時間変
動に対する過渡的な応答特性に問題がある。
However, in this method, in addition to the complicated structure, it is difficult to stabilize the gain with high accuracy over a wide input range, and there is a problem in the transient response characteristic to the time variation of the input signal light power. There is.

【0008】このような問題を解決する方法として、増
幅器内で発振を生じさせることにより利得の安定化を図
る方法が提案されている。
As a method of solving such a problem, a method of stabilizing a gain by causing oscillation in an amplifier has been proposed.

【0009】図4は光増幅器の従来例を示すブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example of an optical amplifier.

【0010】通常の光ファイバ増幅器と同様に、その基
本部分は希土類添加光ファイバ1と、希土類添加光ファ
イバ1に励起光を入射する励起光源2と、信号光と励起
光とを合波する光合分波器3と、光増幅器の入出力側に
接続され反射戻り光を防止する光アイソレータ4a、4
bとで構成されている。この光増幅器内で発振を生じさ
せるために、希土類添加光ファイバの両端に光ファイバ
グレーティングフィルタ5a、5bが接続されている。
As in the ordinary optical fiber amplifier, its basic parts are a rare-earth-doped optical fiber 1, a pump light source 2 for inputting pump light into the rare-earth-doped optical fiber 1, and an optical multiplexer for multiplexing signal light and pump light. A demultiplexer 3 and optical isolators 4a, 4a connected to the input and output sides of the optical amplifier to prevent reflected return light.
b. Optical fiber grating filters 5a and 5b are connected to both ends of the rare earth-doped optical fiber in order to cause oscillation in the optical amplifier.

【0011】光ファイバグレーティングフィルタ5a、
5bは、ゲルマニウムを高濃度に含む光ファイバに、ホ
ログラフィックな方法で高出力の短波長レーザ光を照射
することにより、光ファイバ中に回折格子を形成したも
のである。このようなフィルタを用いることにより、回
折格子の周期、格子数等を変えることにより所望の波
長、帯域幅の光信号のみを反射させることができ、しか
もファイバ型であるため、従来の光学部品で構成した場
合に比べて接続等による損失も少ないという利点があ
る。
The optical fiber grating filter 5a,
Reference numeral 5b shows a diffraction grating formed in the optical fiber by irradiating a high-output short-wavelength laser beam to the optical fiber containing germanium at a high concentration by a holographic method. By using such a filter, it is possible to reflect only an optical signal having a desired wavelength and a desired bandwidth by changing the period of the diffraction grating, the number of gratings, and the like. There is an advantage that a loss due to connection or the like is small as compared with the case where it is configured.

【0012】図4に示した従来の光増幅器は、光ファイ
バグレーティングフィルタ5a、5bで選択された波長
で発振が生じ、増幅部の利得が固定される。その利得の
大きさは、増幅部と反射部とで構成される帰還ループの
利得が「1」になるように決定されるので、各光ファイ
バグレーティングフィルタ5a、5bの反射率により定
まる。
In the conventional optical amplifier shown in FIG. 4, oscillation occurs at the wavelength selected by the optical fiber grating filters 5a and 5b, and the gain of the amplifier is fixed. The magnitude of the gain is determined so that the gain of the feedback loop composed of the amplifying unit and the reflecting unit is “1”, and thus is determined by the reflectance of each of the optical fiber grating filters 5a and 5b.

【0013】このような内部発振を用いた方法によれ
ば、信号光入力Piの変化によらず、常に一定の利得
(信号光出力Po)を保つことができ、入力信号光パワ
ーの時間変化に対する過渡的な応答特性も安定してい
る。しかも複雑な電気的制御も不要である。
According to such a method using internal oscillation, a constant gain (signal light output Po) can always be maintained irrespective of a change in the signal light input Pi. Transient response characteristics are also stable. Moreover, complicated electrical control is not required.

【0014】図6は光帰還の有無による利得の入力信号
光パワー依存性の特性の違いを示す図である。同図にお
いて横軸は入力信号光パワーを示し、縦軸は利得を示
す。
FIG. 6 is a diagram showing the difference in the characteristic of the dependence of the gain on the input signal light power depending on the presence or absence of optical feedback. In the figure, the horizontal axis indicates the input signal light power, and the vertical axis indicates the gain.

【0015】同図より光帰還制御(発振)の無い場合に
は、利得は入力信号光パワーに依存して大きく変動する
が、光帰還制御が有る場合には、一定の利得に安定化さ
れる入力信号パワー範囲が拡大される。また、光帰還制
御の無い場合には入力信号光パワーに応じて利得の波長
依存性も変化するが、帰還ループを用いた制御を行うこ
とにより、利得が安定化した範囲においては利得の波長
依存性も安定化される。
As shown in FIG. 1, when there is no optical feedback control (oscillation), the gain greatly fluctuates depending on the input signal light power. However, when there is optical feedback control, the gain is stabilized at a constant value. The input signal power range is extended. In addition, if there is no optical feedback control, the wavelength dependence of the gain changes according to the input signal light power.However, by performing control using a feedback loop, the wavelength dependence of the gain is limited in the range where the gain is stabilized. The nature is also stabilized.

【0016】図5は光増幅器の他の従来例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing another conventional example of an optical amplifier.

【0017】この光増幅器は、端子Aから端子B、端子
Bから端子Cへの順方向特性を有する二つの光サーキュ
レータ6a、6bを用いたものである。
This optical amplifier employs two optical circulators 6a and 6b having forward characteristics from terminal A to terminal B and from terminal B to terminal C.

【0018】励起光源2と、励起光源2からの励起光に
より光を増幅する希土類添加光ファイバ1と、信号光と
励起光とを合波する光合分波器3とで構成された増幅部
の入力側に光サーキュレータ6aの端子Bが接続され、
増幅部の出力側に光サーキュレータ6bの端子Bが接続
されている。光サーキュレータ6aの端子Cと、光サー
キュレータ6bの端子Aとの間に、光減衰器8と光バン
ドパスフィルタ7とが直列に接続されている。
An amplifying section comprising an excitation light source 2, a rare earth-doped optical fiber 1 for amplifying light by the excitation light from the excitation light source 2, and an optical multiplexer / demultiplexer 3 for multiplexing the signal light and the excitation light. The terminal B of the optical circulator 6a is connected to the input side,
The terminal B of the optical circulator 6b is connected to the output side of the amplifier. An optical attenuator 8 and an optical bandpass filter 7 are connected in series between a terminal C of the optical circulator 6a and a terminal A of the optical circulator 6b.

【0019】このような光増幅器において、信号光入力
Piは、光サーキュレータ6aの端子Aから端子Bに至
り、光合分波器3により励起光源2の励起光と合波され
て希土類添加光ファイバ1に入射し、増幅された後光サ
ーキュレータ6bの端子Bを経て端子Cから出力する。
In such an optical amplifier, the signal light input Pi reaches the terminal B from the terminal A of the optical circulator 6a, and is multiplexed with the pumping light of the pumping light source 2 by the optical multiplexer / demultiplexer 3, and the rare-earth-doped optical fiber 1 After being amplified, it is output from the terminal C via the terminal B of the optical circulator 6b.

【0020】一方、光サーキュレータ6aの端子Cと、
光サーキュレータ6bの端子Aとの間が光バンドパスフ
ィルタ7及び光減衰器8を介して接続されているので、
信号光入力Piは、光サーキュレータ6aの端子Bから
端子Cに至り、光減衰器8及び光バンドパスフィルタ7
を経て光サーキュレータ6bの端子Aから端子Bに至
り、増幅部を経て再び光サーキュレータ6aの端子Bに
戻る帰還ループが形成される。
On the other hand, a terminal C of the optical circulator 6a,
Since the connection with the terminal A of the optical circulator 6b is connected via the optical bandpass filter 7 and the optical attenuator 8,
The signal light input Pi reaches the terminal C from the terminal B of the optical circulator 6a, and the optical attenuator 8 and the optical bandpass filter 7
, A feedback loop is formed from the terminal A of the optical circulator 6b to the terminal B, and returns to the terminal B of the optical circulator 6a via the amplifying unit.

【0021】従って、光バンドパスフィルタ7により選
択された波長で発振が生じ、希土類添加光ファイバ1と
励起光源2からなる増幅部の利得が一定になる。その固
定利得は、光減衰器8により調節できる。
Therefore, oscillation occurs at the wavelength selected by the optical band-pass filter 7, and the gain of the amplifying section composed of the rare-earth-doped optical fiber 1 and the pumping light source 2 becomes constant. The fixed gain can be adjusted by the optical attenuator 8.

【0022】このような帰還ループは、信号光のパスと
は逆方向であるので、内部発振光は増幅器外部に出力さ
れることがない。従って、内部発振光の発振波長は、信
号光波長帯域を含む任意の波長を選択することができ
る。
Since such a feedback loop is in the opposite direction to the signal light path, the internal oscillation light is not output outside the amplifier. Therefore, any wavelength including the signal light wavelength band can be selected as the oscillation wavelength of the internal oscillation light.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】ところで、光通信シス
テムの中で光増幅器を使用する際には、伝送系の損失等
に応じて利得を調整する必要がある。しかしながら、図
4に示した従来の光増幅器は、利得はファイバグレーテ
ィングフィルタの反射率により定まり調整は難しい。ま
た、何らかの方法により反射率を可変にしたり、あるい
は別の光帰還構成により帰還光路の損失が容易に変更で
きるようにできたとしても、設定利得の変更に伴い利得
の波長依存性が変化するという問題が残る。
When an optical amplifier is used in an optical communication system, it is necessary to adjust a gain according to a loss in a transmission system. However, in the conventional optical amplifier shown in FIG. 4, the gain is determined by the reflectance of the fiber grating filter and is difficult to adjust. Further, even if the reflectivity can be changed by some method or the loss of the return optical path can be easily changed by another optical feedback configuration, the wavelength dependence of the gain changes with the change of the set gain. The problem remains.

【0024】一方、光増幅器の入力あるいは出力に光減
衰器を設け、この減衰率の調整によりトータルの利得を
変更することも可能ではあるが、この場合、過剰の損失
により雑音特性の低下や出力光パワーの低下を招くので
望ましくない。
On the other hand, it is possible to provide an optical attenuator at the input or output of the optical amplifier and adjust the attenuation factor to change the total gain. In this case, however, excessive loss causes deterioration in noise characteristics and output. This is undesirable because it causes a reduction in optical power.

【0025】また、図5に示した従来の光増幅器にも同
様の問題がある。
The conventional optical amplifier shown in FIG. 5 has the same problem.

【0026】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、利得の調整が容易で、しかも利得変更に伴い利得の
波長依存性の変化が生じない光増幅器を提供することに
ある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an optical amplifier which can easily adjust the gain and does not cause a change in the wavelength dependence of the gain with the change of the gain.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光増幅器は、励起光源と、励起光源からの励
起光により光を増幅する希土類添加光ファイバと、増幅
帯域内の一部の波長帯の光を選択的に希土類添加光ファ
イバに帰還させる帰還手段とを備えた光増幅器におい
て、希土類添加光ファイバの途中に波長帯の帰還光と信
号光とを分離・合成する分離合成手段と、分離した信号
光を減衰させる光減衰器とを設けたものである。
To achieve the above object, an optical amplifier according to the present invention comprises a pump light source, a rare earth-doped optical fiber for amplifying light by pump light from the pump light source, and a part within an amplification band. And feedback means for selectively returning light in the wavelength band to the rare-earth-doped optical fiber, and separating and combining the return light and signal light in the wavelength band in the middle of the rare-earth-doped optical fiber. And an optical attenuator for attenuating the separated signal light.

【0028】上記構成に加え本発明の光増幅器の帰還手
段は、希土類添加光ファイバの両端に配置され波長帯の
光を希土類添加光ファイバ内に反射させる光ファイバグ
レーティングフィルタであるのが好ましい。
In addition to the above configuration, the feedback means of the optical amplifier of the present invention is preferably an optical fiber grating filter disposed at both ends of the rare-earth-doped optical fiber and reflecting light in a wavelength band into the rare-earth-doped optical fiber.

【0029】上記構成に加え本発明の光増幅器の帰還手
段は、希土類添加光ファイバの一端に配置され増幅され
た光を取り出す出力側光カプラと、希土類添加光ファイ
バの他端に配置され帰還される光を取り込む入力側光カ
プラと、両光カプラ間に設けられ両光カプラ間に波長帯
の光を透過させるバンドパスフィルタとで構成されても
よい。
In addition to the above configuration, the feedback means of the optical amplifier according to the present invention includes an output-side optical coupler disposed at one end of the rare-earth-doped optical fiber for extracting amplified light, and a feedback means disposed at the other end of the rare-earth-doped optical fiber. And a band-pass filter provided between the two optical couplers and transmitting light in a wavelength band between the two optical couplers.

【0030】上記構成に加え本発明の光増幅器の帰還手
段は、希土類添加光ファイバの一端に配置され増幅され
た光を取り出す出力側光サーキュレータと、希土類添加
光ファイバの他端に配置され帰還された光を取り込む入
力側光サーキュレータと、両光サーキュレータ間に設け
られ波長帯の光を透過させるバンドパスフィルタとで構
成されてもよい。
In addition to the above configuration, the feedback means of the optical amplifier according to the present invention includes an output-side optical circulator disposed at one end of the rare-earth-doped optical fiber for extracting amplified light, and a feedback means disposed at the other end of the rare-earth-doped optical fiber. And a band-pass filter provided between the two optical circulators for transmitting the light in the wavelength band.

【0031】上記構成に加え本発明の光増幅器の希土類
添加光ファイバの途中で波長帯の帰還光と信号光とを分
離・合成する分離合成手段は、希土類添加光ファイバの
一端に配置された入力側光サーキュレータと、希土類添
加光ファイバの他端に配置された出力側光サーキュレー
タとで構成され、波長帯の帰還光及び信号光は両光サー
キュレータを介して互いに希土類添加光ファイバを逆方
向に伝搬するようにしてもよい。
In addition to the above configuration, the separating / combining means for separating / combining the return light and the signal light in the wavelength band in the middle of the rare-earth-doped optical fiber of the optical amplifier of the present invention includes an input device disposed at one end of the rare-earth-doped optical fiber. Side optical circulator and an output-side optical circulator arranged at the other end of the rare-earth-doped optical fiber, and the return light and signal light in the wavelength band propagate through the rare-earth-doped optical fiber in opposite directions via both optical circulators. You may make it.

【0032】上記構成に加え本発明の光増幅器の希土類
添加光ファイバの途中で波長帯の帰還光と信号光とを分
離・合成する分離合成手段は、帰還光及び信号光の波長
に応じて光を分離・合成する光合分波器であってもよ
い。
In addition to the above configuration, the separating / combining means for separating / combining the feedback light and the signal light in the wavelength band on the way of the rare-earth-doped optical fiber of the optical amplifier according to the present invention provides the light according to the wavelengths of the feedback light and the signal light. May be an optical multiplexer / demultiplexer that separates / combines.

【0033】上記構成に加え本発明の光増幅器は、増幅
された出力信号光の一部を検出し、検出したパワーが一
定になるように減衰器の減衰量を制御する制御手段を有
してもよい。
In addition to the above configuration, the optical amplifier of the present invention has control means for detecting a part of the amplified output signal light and controlling the attenuation of the attenuator so that the detected power becomes constant. Is also good.

【0034】上記構成に加え本発明の光増幅器は、増幅
された出力信号光のうち特定の波長成分の光パワーを検
出し、検出したパワーが一定になるように光減衰器の減
衰量を制御する制御手段を有してもよい。
In addition to the above configuration, the optical amplifier of the present invention detects the optical power of a specific wavelength component in the amplified output signal light, and controls the amount of attenuation of the optical attenuator so that the detected power becomes constant. May be provided.

【0035】本発明によれば、希土類添加光ファイバの
途中で信号光と発振光とを分離し、信号光のみを選択的
に減衰させると共に、この信号光の減衰量を調整するこ
とにより波長依存性を変化させることなく利得を調整す
ることが可能になる。
According to the present invention, the signal light and the oscillating light are separated in the middle of the rare-earth-doped optical fiber, and only the signal light is selectively attenuated. The gain can be adjusted without changing the characteristics.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0037】図1は本発明の光増幅器の一実施の形態を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【0038】基本的な構成と動作は図4に示した従来例
と同様であるので重複する説明は省略する。
The basic structure and operation are the same as those of the conventional example shown in FIG.

【0039】図1に示す光増幅器は、一本の希土類添加
光ファイバを、希土類添加光ファイバ1aと希土類添加
光ファイバ1bとの二つに分割し、それぞれ励起光源2
a、2bからの励起光により励起する。増幅される信号
光と発振光とは増幅帯域内の異なる波長帯であるとし、
二つの増幅段の間において光合分波器9a、9bを用い
て信号光と発振光とが互いに異なる光路を通過するよう
に分離する。発振光及び信号光の光路にはそれぞれ光減
衰器8及び可変光減衰器10が設けられている。信号光
の光路に設けられた可変光減衰器10は減衰量が可変で
ある。
The optical amplifier shown in FIG. 1 divides one rare-earth-doped optical fiber into two, a rare-earth-doped optical fiber 1a and a rare-earth-doped optical fiber 1b.
Excited by excitation light from a and 2b. The signal light to be amplified and the oscillation light are in different wavelength bands within the amplification band,
Between the two amplification stages, the signal light and the oscillating light are separated using optical multiplexers / demultiplexers 9a and 9b so as to pass through different optical paths. An optical attenuator 8 and a variable optical attenuator 10 are provided on the optical paths of the oscillation light and the signal light, respectively. The variable optical attenuator 10 provided on the optical path of the signal light has a variable attenuation.

【0040】このような構成によれば、内部発振が維持
されている範囲内では、光ファイバグレーティングフィ
ルタ5a、5bの反射率と発振光とが通過する光減衰器
8の減衰量とにより増幅媒体の利得が固定される。
According to such a configuration, as long as the internal oscillation is maintained, the amplification medium is controlled by the reflectance of the optical fiber grating filters 5a and 5b and the attenuation of the optical attenuator 8 through which the oscillation light passes. Is fixed.

【0041】一方、信号光は増幅の途中で可変光減衰器
10により減衰を受けるので、可変光減衰器10の減衰
量を変えることにより、光増幅器の入力から出力までの
トータルの信号光利得が変化する。
On the other hand, since the signal light is attenuated by the variable optical attenuator 10 during the amplification, by changing the attenuation of the variable optical attenuator 10, the total signal light gain from the input to the output of the optical amplifier can be reduced. Change.

【0042】ただし、可変光減衰器10の減衰量を変え
ても発振光の光路に影響を与えないので、利得の波長依
存性は一定に保たれる。従って、可変光減衰器10の減
衰量を変えることにより、利得の波長依存性を変化させ
ることなく容易に信号光利得を変えることができる。
However, changing the attenuation of the variable optical attenuator 10 does not affect the optical path of the oscillating light, so that the wavelength dependence of the gain is kept constant. Therefore, by changing the attenuation of the variable optical attenuator 10, the signal light gain can be easily changed without changing the wavelength dependence of the gain.

【0043】図2は本発明の光増幅器の他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【0044】本光増幅器は、図1に示した光増幅器と同
様に、希土類添加光ファイバを、希土類添加光ファイバ
1aと希土類添加光ファイバ1bとの二つに分割し、そ
れぞれ励起光源2a、2bにより励起するようになって
いる。本光増幅器は、信号光と発振光とが互いに逆方向
に伝搬することを利用して、二つの増幅段の間で二つの
光サーキュレータ6c、6dにより信号光と発振光との
光路を分離する。すなわち、信号光は光サーキュレータ
6cの端子Bから端子Cに至り、可変光減衰器10を経
て光サーキュレータ6dの端子Aから端子Bに至る。
In the present optical amplifier, like the optical amplifier shown in FIG. 1, the rare-earth-doped optical fiber is divided into two, a rare-earth-doped optical fiber 1a and a rare-earth-doped optical fiber 1b. To be excited. This optical amplifier uses two optical circulators 6c and 6d to separate the optical path between the signal light and the oscillation light between the two amplification stages by utilizing the fact that the signal light and the oscillation light propagate in opposite directions. . That is, the signal light travels from the terminal B to the terminal C of the optical circulator 6c, passes through the variable optical attenuator 10, and travels from the terminal A to the terminal B of the optical circulator 6d.

【0045】一方、逆方向に伝搬する発振光は、光サー
キュレータ6dの端子Bから端子Cに至り、光バンドパ
スフィルタ7及び光減衰器8aを経て光サーキュレータ
6cの端子Aから端子Bに至る。
On the other hand, the oscillating light propagating in the opposite direction reaches the terminal C from the terminal B of the optical circulator 6d, and reaches the terminal B from the terminal A of the optical circulator 6c via the optical bandpass filter 7 and the optical attenuator 8a.

【0046】ここで、発振光の光路に発振波長を決定す
る光バンドパスフィルタ7を用いたのは、希土類添加光
ファイバ1bから希土類添加光ファイバ1aに入射され
る自然放出光を抑圧するためであり、また光減衰器8a
を用いたのは希土類添加光ファイバ1aに入射される発
振光強度を抑えるためである。このような構成により、
希土類添加光ファイバ1aにおける反転分布の低下を抑
圧することができ、光増幅器の雑音特性が改善される。
Here, the reason why the optical bandpass filter 7 for determining the oscillation wavelength is used in the optical path of the oscillation light is to suppress the spontaneous emission light entering the rare earth-doped optical fiber 1a from the rare earth-doped optical fiber 1b. Yes, and optical attenuator 8a
Is used to suppress the intensity of the oscillating light incident on the rare-earth-doped optical fiber 1a. With such a configuration,
A decrease in population inversion in the rare-earth-doped optical fiber 1a can be suppressed, and the noise characteristics of the optical amplifier can be improved.

【0047】図2に示した光増幅器によれば、図1に示
した光増幅器と同様、信号光光路の可変光減衰器10の
減衰量を変えることにより、入力から出力に至るトータ
ルの信号光利得を変えることができ、その際に発振光光
路は影響を受けないので利得の波長依存性は一定に保た
れる。しかも信号光と発振光との伝搬方向の違いを利用
して両光を分離しているので、発振光は信号光帯域内に
あってもよいという図5に示した従来の光増幅器の特性
もそのまま活かされる。
According to the optical amplifier shown in FIG. 2, similarly to the optical amplifier shown in FIG. 1, by changing the attenuation of the variable optical attenuator 10 in the signal light path, the total signal light from the input to the output is changed. The gain can be changed, and at that time, the oscillation optical path is not affected, so that the wavelength dependence of the gain is kept constant. Moreover, since the two light beams are separated by using the difference in the propagation direction between the signal light and the oscillation light, the characteristic of the conventional optical amplifier shown in FIG. It is utilized as it is.

【0048】図3は本発明の光増幅器の他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【0049】増幅部の構成は図2に示した光増幅器と同
様であるので、重複する説明は省略する。
The configuration of the amplifying unit is the same as that of the optical amplifier shown in FIG.

【0050】本光増幅器は、制御手段により信号光光路
の可変光減衰器10は電気信号で減衰量が制御されるよ
うになっている。すなわち、本光増幅器は、光サーキュ
レータ6cの端子Cから出力される増幅後の信号光の一
部を光カプラ11により分岐し、信号光のうちの特定の
波長成分のみを透過する光バンドパスフィルタ12を介
して受光素子13により検出する。受光素子13から出
力される、受光パワーに比例した電流は抵抗Rにより電
圧に変換され、その電圧値と一定の基準電圧値Vref
の差が誤差増幅器14により増幅され、その増幅出力に
より可変光減衰器10の減衰量が制御される。これら基
準電圧値Vref、抵抗R及び誤差増幅器14により制
御手段が構成されている。
In the present optical amplifier, the amount of attenuation of the variable optical attenuator 10 in the signal light path is controlled by an electric signal by the control means. That is, this optical amplifier is an optical bandpass filter that branches a part of the amplified signal light output from the terminal C of the optical circulator 6c by the optical coupler 11 and transmits only a specific wavelength component of the signal light. The light is detected by the light receiving element 13 via 12. The current output from the light receiving element 13 and proportional to the light receiving power is converted into a voltage by the resistor R, and the voltage value and a constant reference voltage value Vref
Is amplified by the error amplifier 14, and the amount of attenuation of the variable optical attenuator 10 is controlled by the amplified output. Control means is constituted by the reference voltage value Vref, the resistance R, and the error amplifier 14.

【0051】この帰還制御系により、受光素子13で検
出される信号光パワーが常に一定になるように光増幅器
の利得が制御されることとなり、信号光入力パワーが変
動しても一定の光出力パワーを維持する動作が可能にな
る。また、ここでは信号光の特定の波長成分の光パワー
を検出しており、これは例えば波長多重信号光のうちの
一波を増幅器の制御用に用いる場合を想定している。多
重波長数が一定で変化しない場合には、光バンドパスフ
ィルタ12を省略して信号光帯域内の全パワーを一定に
保つように制御することも可能である。
By this feedback control system, the gain of the optical amplifier is controlled so that the signal light power detected by the light receiving element 13 is always constant. Even if the signal light input power fluctuates, a constant light output is obtained. Operation that maintains power is enabled. Here, the optical power of a specific wavelength component of the signal light is detected, and this is assumed, for example, in a case where one wave of the wavelength multiplexed signal light is used for controlling the amplifier. If the number of multiplexed wavelengths is constant and does not change, it is possible to omit the optical bandpass filter 12 and control so that the total power in the signal light band is kept constant.

【0052】以上において本発明によれば、 (1) 光増幅器内部に帰還ループを設けて発振させること
により、増幅部の利得安定化が図られ、入力信号光パワ
ーの変動によらず一定の利得を有する光増幅器が得られ
る。
As described above, according to the present invention, (1) by providing a feedback loop inside the optical amplifier and oscillating, the gain of the amplifying section is stabilized, and a constant gain is obtained regardless of the fluctuation of the input signal light power. Is obtained.

【0053】(2) 増幅部の途中で信号光及び発振光の光
路を分離し、信号光光路に設けた可変光減衰器の減衰量
を調節することにより、利得の波長依存性を変化させる
ことなく利得を調整することができる。
(2) To change the wavelength dependence of the gain by separating the optical paths of the signal light and the oscillation light in the middle of the amplifying unit and adjusting the attenuation of the variable optical attenuator provided in the signal light optical path. The gain can be adjusted without.

【0054】(3) 光増幅器の出力パワーを検出し、この
出力パワーが一定になるように可変光減衰器を制御する
ことにより、入力信号光パワーの変動によらず一定の出
力パワーが得られ、かつ利得の波長依存性も安定した光
増幅器を実現することができる。
(3) By detecting the output power of the optical amplifier and controlling the variable optical attenuator so that the output power becomes constant, a constant output power can be obtained irrespective of the fluctuation of the input signal light power. In addition, it is possible to realize an optical amplifier having a stable gain wavelength dependency.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0056】利得の調整が容易で、しかも利得変更に伴
い利得の波長依存性の変化が生じない光増幅器の提供を
実現できる。
It is possible to provide an optical amplifier in which the gain can be easily adjusted and the wavelength dependence of the gain does not change with the gain change.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光増幅器の一実施の形態を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical amplifier according to the present invention.

【図2】本発明の光増幅器の他の実施の形態を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【図3】本発明の光増幅器の他の実施の形態を示すブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【図4】光増幅器の従来例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example of an optical amplifier.

【図5】光増幅器の他の従来例を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing another conventional example of an optical amplifier.

【図6】光帰還の有無による利得の入力信号光パワー依
存性の特性の違いを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a difference in a characteristic of a dependency of a gain on an input signal light power depending on presence / absence of optical feedback;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b 希土類添加光ファイバ 2a、2b 励起光源 3a、3b、9a、9b 光合分波器 5a、5b 光ファイバグレーティングフィルタ 8、8a、8b 光減衰器 10 可変光減衰器 1a, 1b Rare earth doped optical fiber 2a, 2b Pump light source 3a, 3b, 9a, 9b Optical multiplexer / demultiplexer 5a, 5b Optical fiber grating filter 8, 8a, 8b Optical attenuator 10 Variable optical attenuator

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励起光源と、該励起光源からの励起光に
より光を増幅する希土類添加光ファイバと、増幅帯域内
の一部の波長帯の光を選択的に上記希土類添加光ファイ
バに帰還させる帰還手段とを備えた光増幅器において、
上記希土類添加光ファイバの途中に上記波長帯の帰還光
と信号光とを分離・合成する分離合成手段と、分離した
信号光を減衰させる光減衰器とを設けたことを特徴とす
る光増幅器。
1. A pumping light source, a rare-earth-doped optical fiber that amplifies light by pumping light from the pumping light source, and light in a part of a wavelength band within an amplification band is selectively fed back to the rare-earth-doped optical fiber. In an optical amplifier having feedback means,
An optical amplifier comprising: a separating / combining means for separating / combining return light and a signal light in the wavelength band in the middle of the rare-earth-doped optical fiber; and an optical attenuator for attenuating the separated signal light.
【請求項2】 上記帰還手段は、上記希土類添加光ファ
イバの両端に配置され上記波長帯の光を上記希土類添加
光ファイバ内に反射させる光ファイバグレーティングフ
ィルタである請求項1に記載の光増幅器。
2. The optical amplifier according to claim 1, wherein said feedback means is an optical fiber grating filter disposed at both ends of said rare earth-doped optical fiber to reflect light in said wavelength band into said rare earth-doped optical fiber.
【請求項3】 上記帰還手段は、上記希土類添加光ファ
イバの一端に配置され増幅された光を取り出す出力側光
カプラと、上記希土類添加光ファイバの他端に配置され
帰還される光を取り込む入力側光カプラと、両光カプラ
間に設けられ両光カプラ間に上記波長帯の光を透過させ
るバンドパスフィルタとで構成された請求項1に記載の
光増幅器。
3. An output side optical coupler arranged at one end of the rare-earth doped optical fiber for taking out amplified light, and an input arranged at the other end of the rare earth-doped optical fiber to take in returned light. 2. The optical amplifier according to claim 1, comprising a side optical coupler and a band-pass filter provided between the two optical couplers and transmitting the light in the wavelength band between the two optical couplers.
【請求項4】 上記帰還手段は、上記希土類添加光ファ
イバの一端に配置され増幅された光を取り出す出力側光
サーキュレータと、上記希土類添加光ファイバの他端に
配置され帰還された光を取り込む入力側光サーキュレー
タと、両光サーキュレータ間に設けられ上記波長帯の光
を透過させるバンドパスフィルタとで構成された請求項
1に記載の光増幅器。
4. An output optical circulator arranged at one end of the rare-earth-doped optical fiber for taking out amplified light, and an input arranged at the other end of the rare-earth-doped optical fiber to take in the returned light. 2. The optical amplifier according to claim 1, comprising a side optical circulator, and a band-pass filter provided between the two optical circulators and transmitting light in the wavelength band.
【請求項5】 上記希土類添加光ファイバの途中で上記
波長帯の帰還光と上記信号光とを分離・合成する分離合
成手段は、上記希土類添加光ファイバの一端に配置され
た入力側光サーキュレータと、上記希土類添加光ファイ
バの他端に配置された出力側光サーキュレータとで構成
され、上記波長帯の帰還光及び上記信号光は両光サーキ
ュレータを介して互いに上記希土類添加光ファイバを逆
方向に伝搬するようにした請求項1、3、4のいずれか
に記載の光増幅器。
5. A separation / combination means for separating / combining the return light in the wavelength band and the signal light in the middle of the rare-earth-doped optical fiber, comprising: an input-side optical circulator disposed at one end of the rare-earth-doped optical fiber; An output-side optical circulator disposed at the other end of the rare-earth-doped optical fiber, and the return light and the signal light in the wavelength band propagate through the rare-earth-doped optical fiber in opposite directions via both optical circulators. The optical amplifier according to any one of claims 1, 3, and 4, wherein
【請求項6】 上記希土類添加光ファイバの途中で上記
波長帯の帰還光と上記信号光とを分離・合成する分離合
成手段は、上記帰還光及び上記信号光の波長に応じて光
を分離・合成する光合分波器である請求項1から4のい
ずれかに記載の光増幅器。
6. A separating / combining means for separating / combining return light in the wavelength band and the signal light in the middle of the rare-earth-doped optical fiber, wherein the separation / combination means separates light in accordance with the wavelengths of the return light and the signal light. The optical amplifier according to any one of claims 1 to 4, which is an optical multiplexer / demultiplexer for combining.
【請求項7】 増幅された出力信号光の一部を検出し、
検出したパワーが一定になるように上記減衰器の減衰量
を制御する制御手段を有する請求項1から6のいずれか
に記載の光増幅器。
7. A part of the amplified output signal light is detected,
7. The optical amplifier according to claim 1, further comprising control means for controlling an amount of attenuation of the attenuator so that the detected power becomes constant.
【請求項8】 増幅された出力信号光のうち特定の波長
成分の光パワーを検出し、検出したパワーが一定になる
ように上記光減衰器の減衰量を制御する制御手段を有す
る請求項1から6のいずれかに記載の光増幅器。
8. A control means for detecting the optical power of a specific wavelength component of the amplified output signal light and controlling the attenuation of the optical attenuator so that the detected power becomes constant. 7. The optical amplifier according to any one of items 1 to 6.
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